Отдельной большой группой тренажеров, используемых для подготовки космонавтов, являются специализированные тренажеры (около 23%). К таким тренажерам, разработанным ООО «Центр тренажеростроения и подготовки персонала», относятся, например, специализированный тренажер «Выход-2» и специализированные тренажеры для подготовки экипажей космонавтов по ручному управлению транспортным пилотируемым кораблем (ТПК) Союз МС.

ООО «Центр тренажеростроения и подготовки персонала» начал работу 2002 г. над специализированным тренажером «Выход-2». Основное назначение тренажера – это теоретическая и практическая подготовка космонавтов по эксплуатации систем скафандра «Орлан-МК», бортовой системы стыковки (БСС) и средств шлюзования и обеспечения выхода (СШОВ), выполнение рабочих операций по подготовке скафандров и оборудования отсеков при проведении выхода в открытый космос, а также отработка навыков по управлению системами скафандров в штатных режимах и нештатных ситуациях и комплексная отработка выполнения циклограмм шлюзования в штатных режимах и нештатных ситуациях. С момента создания и по сегодняшний день тренажер постоянно модернизируется в соответствии с изменениями состава бортового оборудования. Наиболее глубокая модернизация тренажера выполнялась в рамках договора 2011-2013 г. Наиболее существенными изменениями в составе тренажера, которые выполнил ООО «Центр тренажеростроения и подготовки персонала», являются интеграция ПКУ нового поколения, использование беспроводных технологий передачи данных, полная замена телевизионной системы наблюдения, использование новых скафандров «Орлан-МК», развитие системы моделирования с учетом использования в процессе шлюзования объема космического корабля и новых модулей МКС.

В настоящее время в ФГБУ «НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина» работают два специализированных тренажера для подготовки экипажей космонавтов по ручному управлению транспортным пилотируемым кораблем (ТПК) Союз МС. Задача этих тренажеров подготовить экипажи космонавтов по контролю автоматических режимов и ручному управлению ТПК Союз МС при возникновении нештатных ситуаций на этапах сближения, облёта, причаливания, стыковки с МКС и перестыковки с одного стыковочного узла МКС на другой. На этапе подготовки на специализированных тренажерах космонавты закрепляют теоретические знания и приобретают профессиональное мастерство по выполнению отдельных операций, приемов, режимов управления в штатных и аномальных режимах полета ТПК.

Наличие двух комплектов специализированных тренажеров «Дон-Союз ТМА» и «Дон-Союз ТМА2» позволяет вести подготовку к полету нескольких экипажей одновременно. Рабочее место оператора (РМО) представляет собой спускаемый аппарат транспортного пилотируемого корабля. Для полного моделирования условий реальной деятельности космонавта в состав РМО входит оборудование, которое напрямую связано с функциональным назначением тренажера, а именно: пульт космонавта ПКСА «Нептун-МЭ-МК» в тренажном исполнении, макет визира специального космонавта в тренажном исполнении (ВСК-4Т) на базе LCD монитора, органы управления движением ТПК и т.д.

Тренажный пульт космонавта представляет собой программно-аппаратный комплекс, реализованный в виде отдельного конструктива, который является копией штатного. Внутри пульта размещена аппаратура вычислителя (встроенного компьютера) и устройства сопряжения с органами управления и индикации самого пульта, которые под управлением специального программного обеспечения обеспечивают функционирование пульта в соответствии со штатной логикой работы.

Каждый комплект тренажера оснащен пультом контроля и управления. Именно за таким пультом в центральном кресле сидит инструктор, проводящий тренировку. Пульт контроля и управления оснащен средствами наблюдения за космонавтами, мониторами-повторителями визуальной обстановки и даже средствами управления кораблем. Вычислительные средства тренажера моделируют полет ТПК и МКС, визуальную обстановку, которая отображается как на приборе ВСК-4Т, так и в иллюминаторах, моделируется работа тех бортовых систем корабля, которые задействованы в процессе сближения, причаливания и стыковки.

Вычислительный комплекс тренажера предоставляет инструктору широкие возможности по управлению тренировкой при подготовке космонавтов. Инструктор с помощью кнопок и форматов на экране мониторов, выполняет все подготовительные и сервисные операции. Эти операции заключаются в задании начальных условий для проведения тренировки или вводе их из базы данных, подключении при помощи функциональных клавиш (кнопок) нужных для тренировки устройств.

После отработки директивы «Пуск» космонавт, находящийся в макете ТПК (РМО), начинает процесс сближения, причаливания и стыковки ТПК и МКС, используя органы управления РМО, соответствующие органам управления реального корабля. Управляющие воздействия оператора через УСО поступают в в ычислительный комплекс тренажера, где они обрабатываются моделями бортовых систем ТПК и моделью движения. Инструктор, находящийся на ПКУ, также участвует в процессе тренировки, вводя нештатные ситуации и другие управляющие воздействия.

В результате моделирования данные движения ТПК и МКС каждые 100 мс передаются программам СИВО, которые рассчитывают управляющие воздействия для имитаторов МКС и телеаппаратуры. После отработки этих воздействий телеаппаратура тренажера формирует суммарное изображение МКС, Земли и звездного неба для всех средств наблюдения оператора и инструктора. Модели бортовых систем управляют также индикаторами в РМО, отображающими работу бортовых систем корабля. Таким образом, достигается необходимая имитация полета, сближения и стыковки ТПК и МКС.

В процессе тренировки выводится протокол, в котором зафиксированы основные события тренировки, записывается ход тренировки для последующего воспроизведения. По окончании тренировки печатаются графики движения ТПК.

На всех этапах подготовки в состав специализированных тренажеров включаются устройства и приборы, которые обеспечивают: контроль хода обучения, оценку действий тренируемого космонавта, оперативное управление процессом обучения, корректировку (при необходимости) программы обучения.

Контроль и оценка деятельности космонавтов осуществляется на основе объективных критериев, учитывающих точностные, временные и надежностные показатели деятельности, характеризующие вероятностную достоверность выполнения поставленных перед экипажем задач.